Question

【題目】依據事實，回答下列問題。

(1)在 25℃、101 kPa 時，1.0 g C8H18(l，辛烷)燃燒生成CO2(g)和H2O(l)，放出48.40kJ的熱量，則C8H18(l)的燃燒熱為_____kJ/mol

(2)已知N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+67.7kJ/mol，N2H4(g)+O2(g)= N2(g)+2H2O (g) ΔH=－534kJ/mol，根據蓋斯定律寫出肼(N2H4)與 NO2完全反應生成氮氣和氣態水的熱化學方程式____________。

(3)某反應過程中的能量變化如圖所示，則該反應是___________反應(填“放熱”或“吸熱”)，判斷依據是____________________。

(4)已知：2NH3 (g)+3Cl2(g) =N2 (g) +6HCl(g) ΔH=–462 kJmol-1

N2(g)2N(g)

Cl2(g)2Cl(g)

則斷開1 mol H–N鍵與斷開1 mol H-Cl鍵所需能量相差約為_____kJ。

Answer 1

【答案】5517.6 2N2H4(g)+2NO2 (g) = 3N2(g)+4H2O(g) △H=－1135.7kJ/mol 吸熱 反應物總能量小于生成物總能量 41

【解析】

(1)燃燒熱限定可燃物為1mol，1mol 辛烷質量為114g，所以燃燒熱應為48.40的114倍。

(2)首先寫出方程式2N2H4(g)+2NO2(g) = 3N2(g)+4 H2O(g)，再根據蓋斯定律求算焓變。

(3)由反應物與生成物的能量大小，可確定反應是吸熱還是放熱。

(4)△H＝反應物的總鍵能-生成物的總鍵能，代入數據即可求出斷開 1 mol H–N鍵與斷開1 mol H–Cl鍵所需能量的差值。

(1) 1mol 辛烷質量為 114g，所以燃燒熱應為48.40kJ/mol×114=5517.6 kJ/mol。答案為：5517.6；

(2) N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+67.7kJ/mol ①

N2H4(g)+O2(g)= N2(g)+2H2O (g) ΔH=－534kJ/mol ②

反應方程式為2N2H4(g)+2NO2(g) = 3N2(g)+4H2O(g)，依據蓋斯定律，將②×2-①，即得肼(N2H4)與NO2完全反應生成氮氣和氣態水的熱化學方程式為2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=－1135.7kJ/mol。答案為：2N2H4(g)+2NO2(g) = 3N2(g)+4H2O(g) △H=－1135.7kJ/mol；

(3)由于反應物的總能量<生成物的總能量，所以反應吸熱；判斷依據是反應物總能量小于生成物總能量。答案為：吸熱；反應物總能量小于生成物總能量；

(4) △H＝反應物的總鍵能-生成物的總鍵能=6×E(N-H)+3×E(Cl-Cl)-E(N≡N)-6×E(H-Cl)= -462 kJmol－1，6×[E(N-H) –E(H-Cl)]=-246 kJmol－1，所以斷開 1 mol H–N鍵與斷開1 mol H–Cl 鍵所需能量相差約為41 kJ。答案為：41 kJ。